城市综合管廊监控与报警系统解决方案--奇点国际“智慧+”.pdf
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城市综合管廊监控与报警系统解决方案--奇点国际“智慧+”.pdf
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城市综合管廊城市综合管廊监控与报警系统监控与报警系统基于“智慧基于“智慧+”的”的物联网融合通信系统物联网融合通信系统解决方案解决方案北京神州泰岳软件股份有限公司北京神州泰岳软件股份有限公司奇点奇点新源国际技术开发(新源国际技术开发(北京北京)有限有限公司公司20120166年年66月月1391069240613910692406城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第1页目录1.项目背景及建设目标.31.1项目背景.31.1.11.1.1城市综合管廊项目背景城市综合管廊项目背景.31.1.21.1.2城市综合管廊监控与报警系统城市综合管廊监控与报警系统.41.1.31.1.3基于“智慧基于“智慧+”的物联网融合通信系统”的物联网融合通信系统.51.2“智慧+”物联网融合通信系统建设目标.81.2.11.2.1第一层次建设目标(基础网络)第一层次建设目标(基础网络).81.2.21.2.2第二第二层次建设目标(业务应用)层次建设目标(业务应用).91.2.31.2.3第三层次建设目标(应用拓展)第三层次建设目标(应用拓展).101.3建设原则.111.3.11.3.1设计与建设原则设计与建设原则.111.3.21.3.2规范及标准规范及标准.112.建设方案.132.1技术路线.132.1.12.1.1“智慧线智慧线”技术简介技术简介.132.1.22.1.2“智慧墙”技术简介“智慧墙”技术简介.152.1.32.1.3“智慧芯”技“智慧芯”技术简介术简介.172.2系统架构.182.2.12.2.1“智慧智慧+”+”城市综合管廊监控与报警系统架构概述城市综合管廊监控与报警系统架构概述.182.2.22.2.2“智慧智慧+”+”城市综合管廊监控与报警系统构成图城市综合管廊监控与报警系统构成图.192.2.32.2.3“智慧智慧+”+”系统环网构成图系统环网构成图.202.2.42.2.4“智慧智慧+”+”系统管廊安装示意图系统管廊安装示意图.212.2.52.2.5“智智慧慧+”+”系统节点工程覆盖示意图一系统节点工程覆盖示意图一.222.2.62.2.6“智慧智慧+”+”系统节点工程覆盖示意图二系统节点工程覆盖示意图二.232.3系统功能.242.3.12.3.1物联网通信平台物联网通信平台.242.3.22.3.2宽带接入功能宽带接入功能.242.3.32.3.3物联网融合通信平台建设物联网融合通信平台建设.242.3.42.3.4语音通信语音通信.242.3.52.3.5工作人员精确定位及行动轨迹工作人员精确定位及行动轨迹.242.3.62.3.6入侵精度定位及视频联动入侵精度定位及视频联动.252.3.72.3.7移动视频传输移动视频传输.25城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第2页2.3.82.3.8智能智能APPAPP应用应用(例例一:
在线巡查管理一:
在线巡查管理).252.3.92.3.9与其他系统的联动与融合与其他系统的联动与融合.252.4设备选型.262.4.12.4.1TSMTSM(TunnelTunnelSystemofMobileCommunicatoinSystemofMobileCommunicatoin)综合信息控制器)综合信息控制器.262.4.22.4.2智慧线智慧线.272.4.32.4.3智慧线扩展基站智慧线扩展基站FNFN.282.4.42.4.4移动基站移动基站.282.4.52.4.5标识卡标识卡.292.4.62.4.6功能型手机功能型手机.302.4.72.4.7智能型手机通信模块智能型手机通信模块.312.4.82.4.8TSMTSM智慧线接入模块智慧线接入模块.342.4.92.4.9智慧芯模块智慧芯模块.342.4.102.4.10快速连接器快速连接器.352.4.112.4.11语音通信服务器语音通信服务器.352.4.122.4.12语音通信网关语音通信网关.362.4.132.4.13应用业务服务设备应用业务服务设备.372.4.142.4.14联动平台服务器联动平台服务器.382.4.152.4.15部分专业配套设备(可选)部分专业配套设备(可选).392.4.15.1.智慧井盖.392.4.15.2.本安型激光甲烷传感器.402.4.15.3.本安型一氧化碳传感器.402.4.15.4.本安型温度传感器.412.4.15.5.隔爆型摄像仪.422.4.15.6.本安型无线广播音箱.422.4.15.7.温湿度传感器.432.4.15.8.烟雾探测器.443.方案优势.453.1通信、定位、安防一体化.453.2微功率分布式通信.453.3无线信号均匀无死角.453.4永远在线的通信.463.5高精度的定位.463.6复杂环境快捷实施.473.7智能监控极简维护.47城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第3页1.1.项目背景项目背景及及建设建设目标目标1.11.1项目项目背景背景1.1.11.1.1城市综合管廊城市综合管廊项目背景项目背景城市综合管廊(日本称“共同沟”、台湾称“共同管道”),就是城市地下管道的综合走廊。
即在城市地下建造一个隧道空间,将电力、通讯,燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体,设有专门的检修口、吊装口和监测系统,实施统一规划、统一设计、统一建设和管理,是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。
在发达国家,城市综合管廊已经存在了一个多世纪,在系统日趋完善的同时其规模也有越来越大的趋势。
早在1833年,巴黎为了解决地下管线的敷设问题和提高环境质量,就开始兴建城市地下综合管廊。
此后,英国伦敦、德国汉堡等欧洲城市也相继建设地下共同沟。
1926年以来,日本、俄罗斯、西班牙等国开始建设地下综合管廊。
如今,建设供排水、热力、燃气、电力、通信、广电等市政管线集中铺设的地下综合管廊系统,已成为世界发达国家城市发展现代化、科学化的标准之一。
我国的地下管廊建设起步相对较晚,但仍在一段时间内未能大面积推广,其原因不是资金问题,也不是技术问题,而是意识、法律以及利益纠葛所致。
综合管廊建设的一次性投资常常远高于管线独立铺设的成本,但如果综合节省出的道路地下空间、每次的开挖成本、对道路通行效率的影响以及环境的破坏来看,综合管廊的成本效益比显然不能只看投入多少。
台湾省曾以信义线6.5公里的综合管廊为例进行过测算,建综合管廊比不建只需多投资五亿元新台币,但75年后产生的效益却有2337亿元新台币。
城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第4页近几年,国务院高度重视推进城市地下综合管廊建设,2013年以来先后印发了国务院关于加强城市基础设施建设的意见、国务院办公厅关于加强城市地下管线建设管理的指导意见,部署开展城市地下综合管廊建设试点工作。
住建部、发改委、财政部等相关部门也相继下发有关文件,支持地下管廊建设。
2015年1月,住建部等五部门联合发出通知,要求在全国范围内开展地下管线普查,此后决定开展中央财政支持地下综合管廊试点工作,并对试点城市给予专项资金补助。
2015年中,确定包头、沈阳、哈尔滨、苏州、厦门、十堰、长沙、海口、六盘水、白银等10个城市为试点城市;2016年,确定石家庄市、四平市、杭州市、合肥市、平潭综合试验区、景德镇市、威海市、青岛市、郑州市、广州市、南宁市、成都市、保山市、海东市和银川市等15个城市为试点城市,计划到2018年建设地下综合管廊389公里(2015年已开工190公里),总投资351亿元。
根据测算,未来地下综合管廊需建8000公里,若按每公里1.2亿元测算,投资规模将达1万亿。
1.1.21.1.2城市综合管廊城市综合管廊监控与监控与报警系统报警系统2015年5月22日,住建部和质检总局联合发布了GB50838-2015城市综合管廊工程技术规范,并于2015年6月1日正式实施,并提出城市综合管廊的设计、建设工作应遵循“规范先行、适度超前、因地制宜、统筹兼顾规范先行、适度超前、因地制宜、统筹兼顾”的建设原则。
城市综合管廊工程技术规范的第7章“附属设施设计”中,包括了7个分部工程系统:
7.1消防系统7.2通风系统7.3供电系统7.4照明系统7.57.5监控与监控与报警系统报警系统7.6排水系统7.7标识系统而“7.57.5监控与监控与报警系统报警系统”又包含多个分项工程:
1)环境与设备监控系统城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第5页2)安全防范系统3)通信系统4)预警与报警系统5)地理信息系统6)统一管理信息平台7)城市综合管廊工程技术规范中,对监控与报警系统的功能、参数、接口等均做出了具体的要求,更要求“当管线采用自成体系的专业监控系统时,应通过标准通信接口接入综合管廊监控与报警系统统一管理平台”。
可见,城市综合管廊的“监控与报警系统”建设,是需要将整个城市综合管廊监控、管理、运营结合起来,其投资额在整体管廊建设中占比不大,但其功能却是非常重要的。
而建设一套“城市综合管廊的城市综合管廊的物联网物联网通信平台通信平台”,在满足现有满足现有监控监控与与报警报警系统系统功功能能需求需求的同时的同时,更会为未来的系统扩容、功能扩展、多系统融合等,预留出无限的可能。
1.1.31.1.3基于“智慧基于“智慧+”的”的物联网融合通信系统物联网融合通信系统奇点新源国际技术开发(北京)有限公司(以下简称“奇点国际”),是北京神州泰岳软件股份有限公司(以下简称“神州泰岳”,股票代码:
SZ300002)投资控股的一家高新技术企业,是专业从事物联网、无线通信相关技术研究的技术创新型企业。
奇点国际致力于构造“永远在线永远在线”的人与物间共生互动的世界,进行未来网络和人类生活模式相结合的前瞻性探索和技术研发,以技术创新为主导,推动自主通信技术产业的发展。
奇点国际坚持核心技术的自主研发,积极探索下一代网络与通信系统的革新突破,通过硬件产品与组网技术的创新,实现网络性能与用户体验的全面提升。
奇点国际自主研发的拥有自主研发的拥有一百六十余项专利的一百六十余项专利的国产国产TSMTSM技术体系技术体系在解决封闭空间、易爆区域内的物联网和通信问题上展现出卓越的优势,获得业内大量专家的高度评价,并在多种特殊场景应用中得到充分验证。
城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第6页2014年,国家安监总局、工信部、科技部、中国煤炭工业协会等相关单位共同发起成立“中国矿山物联网协同创新联盟”,奇点国际出任该联盟副理事长单位。
2015年,奇点国际作为国家“矿山安全生产物联网标准化组”组长单位,主导提出了国内首套矿山物联网的国家系列标准及安全生产物联网与信息交互系统总体技术要求,并联合矿山及通信领域的院校与科研机构、龙头矿企、矿山物联网产品研发企业等共同致力于推广接口标准化理念,这将为我国未来矿山物联网产业的发展奠定关键基础。
智慧线智慧线、智慧墙、智慧墙、智慧芯、智慧芯系列产品已拥有百余项国际、国内发明专利;第一批获得国家物联网专项资金支持,主导承担国产物联网芯片的研发;多次承担北京市科技计划、中关村十百千计划等科技项目;2013年智慧线被列入中关村“20个颠覆性技术储备库”,并入选“中关村十大科技创新成果”;2014年智慧线被列为煤监局重点推荐创新技术;“中国矿山物联网协同创新联盟”副理事长单位;国家“矿山安全生产物联网标准化组”组长单位;产品线涵盖通讯、安防、车联网、智能家居等多个领域;截至2016年5月,基于智慧线智慧线、智慧墙、智慧墙、智慧芯、智慧芯系列技术的产品及解决方案成功应用案列有:
序号地点运用核心技术使用功能项目时间1河南平煤神马集团十三矿智慧线人员定位、无线通信2014年10月2山东能源集团赵官煤矿智慧线人员定位、无线通信、无线广播2015年2月3神华集团郭家湾煤矿智慧线人员定位、无线通信、无线广播、环境监测、视频监控2015年4月4神华集团任家庄煤矿智慧线人员定位、无线通信、无线广播、环境监测2015年4月5内蒙古伊泰集团塔拉壕煤矿智慧线人员定位、无线通信2015年5月6山西三元集团新村煤矿智慧线人员定位、无线通信、无线广播2015年5月城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第7页7神华集团寸草塔二矿智慧线人员定位、无线通信、无线广播、无线视频、胶轮车监控、APP、环境监测2016年5月8抗战胜利70周年阅兵训练场智慧墙入侵检测2015年6月9中石油独山子石化智慧墙入侵检测2015年8月10南京禄口国际机场智慧墙入侵检测2016年3月11贵阳龙洞堡机场智慧墙入侵检测2016年3月12乌鲁木齐地窝堡机场智慧墙入侵检测2016年5月13碧水源净水器智慧芯采集信息、无线传输2014年10月14BYD电动汽车智慧芯采集信息、无线传输2015年2月15防城港核电站智慧线、智慧墙人员定位、入侵检测、无线通信、环境监测、无线视频、APP2016年3月16秦山核电站智慧线、智慧墙人员定位、入侵检测、无线通信、环境监测、无线视频、APP2016年4月从成功应用的以上案例可以看到,奇点国际基于“智慧+”系列技术的物联网融合通信系统,已经实现并成熟应用的功能有:
1)无线通信系统;2)无线广播系统;3)入侵检测系统;4)人员定位系统;5)环境检测系统;6)无线视频传输;7)APP应用扩展;8)奇点奇点新源国际技术开发(新源国际技术开发(北京北京)有限公司自主有限公司自主开发的开发的基于“智慧基于“智慧+”的”的物联网融物联网融合通信系统,合通信系统,以“智慧线”、“智慧墙”、“智慧芯”系列物联网以“智慧线”、“智慧墙”、“智慧芯”系列物联网通信技术通信技术为为核心,可核心,可为城市综合管廊提供为城市综合管廊提供“全覆盖”“全覆盖”的的无线接入和无线接入和以太网以太网接入,接入,构建构建城市综合管廊的物城市综合管廊的物联网通信平台。
联网通信平台。
城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第8页1.21.2“智慧“智慧+”物联网”物联网融合通信系统融合通信系统建设建设目标目标给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等城市工程管线均可纳入综合管廊,综合管廊应统一规划、设计、施工和维护,并应满足管线的使用和运营维护要求。
因此,综合管廊应同步建设消防、供电、照明、监控与报警、通风、排水、标识等设施。
本方案的建设目标,是建设一套应用于城市综合管廊的、统一的、开放的、基于物联网的融合通信系统解决方案融合通信系统解决方案,在在全面全面实现“报警实现“报警与与监控监控系统系统”的技术”的技术要求要求的的同时同时,可可与消防与消防系统系统、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统、标识系统等附属设施系、通风系统、供电系统、照明系统、排水系统、标识系统等附属设施系统有效联动,统有效联动,并为随着我国管廊建设能力和管理水平的增长而必然出现的新的技术需求和管理需求提供一个可扩展的物联网融合通信平台可扩展的物联网融合通信平台。
“智慧+”系列产品为本安型产品,满足GB50058爆炸危险环境电力装置设计规范之要求,适用于“1”级区域。
1.2.11.2.1第一层次建设目标(基础第一层次建设目标(基础网络网络)第一层次的建设目标,是要建设一套基于城市综合管廊的统一的、开放的、全覆盖的物联网融合通信平台。
城市综合管廊纳入了给水、雨水、污水、再生水、天然气、热力、电力、通信等城市工程管线,其功能堪比地下管线的“高速公路”。
与之对应的,信息化建设、信息化管理的需求必将随着综合管廊的建设和发展而不断增加。
基于“智慧+”的物联网融合通信平台的建设目标,是建设一条可对城市综合管廊进行全覆盖的“信息高速公路”,让城市综合管廊的各种监测仪表、检测设备、设备状态、无线通信、人员管理、业务应用等,都融合在该平台上,实现现有细分专业系统的业务联通、联动,并为未来新的业务扩展提供开放的整体性信息平台和无限的想象空间。
“智慧+”物联网融合通信系统采用了奇点国际自主研发的隧道隧道移动通信系统移动通信系统TSMTSM(TTunnelSystemofMobileCommunicatoinunnelSystemofMobileCommunicatoin),该融合通信平台的建设目标为:
1)为城市综合管廊建设一套全覆盖的工业级无线2M物联网数据接入平台;2)为城市综合管廊建设一套全覆盖的无线300M宽带接入平台;3)为城市综合管廊内专业设备、专业系统提供多种接入和传输通道;4)该平台可形成管廊内部的光纤环网;城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第9页5)该平台具有强大的数据分类、储存、处理能力和大数据分析能力;6)该平台具有语音交换和公网接入能力;7)该平台具有开放性、扩展性;1.2.21.2.2第二层次第二层次建设建设目标目标(业务业务应用应用)在第一层次建设目标的基础上,“智慧+”物联网融合通信系统已经针对具体业务进行了针对性的研发,并在多个行业获得应用和实践,取得了客户的一致好评。
目前,智慧+”物联网融合通信系统已经可以实现城市综合管廊监控与报警系统要求的功能:
1)环境与设备监控系统:
对综合管廊内环境参数进行监测和报警;对设备进行状态检测和控制;对自成体系的专业监控系统,提供以太网数据传输通道;2)安全防范系统:
管廊内,利用智慧墙技术,实时定位入侵者位置,并与视频监控系统、声光报警系统等联动;利用智慧线扩展基站FN,对出入口、通风口、井口等位置,实时监测非法入侵,并与视频监控系统、声光报警系统等联动;出入口设置工作人员入口识别系统和控制装置;在线式电子巡查管理系统可记录工作人员巡查轨迹,巡查任务实时下达、巡查数据实时回传;3)通信系统:
按照标准要求设置固定通信系统;设置无线通信系统,实现管廊内无线通信信号的全覆盖;固定通信系统、无线通信系统、公网通信系统的融合,管廊内任何位置,实现移动终端之间以及与调度电话、业务电话、行政办公电话、公网电话的语音通信和短信;4)预警与报警系统对可燃气体浓度、电缆温度等参数进行监测;城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第10页为光纤感温火灾探测器提供数据传输通道;为火灾报警按钮提供通道;5)地理信息系统融合综合管廊和内部个专业管线基础数据管理、管线拓扑维护、数据离线维护、维修与改造管理、基础数据共享;为综合管廊报警与监控系统能够统一管理信息平台提供人机交互;6)统一管理信息平台环境与设备监控子系统;入侵探测及报警联动子系统;工作人员定位及在线巡查管理子系统;通信系统管理子系统;话务台管理子系统;预警与报警管理子系统;系统采用开放式接口,可与各专业管线配套监控系统联通;可针对客户要求定制开发,与各专业管线管理单位相关管理监控平台数据交互;为城市基础设施地理信息系统预留通信接口;具有可靠性、容错性、易维护性和可扩展性;1.2.31.2.3第三层次第三层次建设建设目标目标(应用应用拓展拓展)1)城市综合管廊无线广播系统;2)城市综合管廊情报发布系统;3)城市综合管廊“智慧井盖”在线监测与报警系统;4)城市综合管廊无线视频传输子系统;5)城市综合管廊APP应用扩展;6)基于上述之系统功能,根据业务需求和管理需求,可扩展开发各种具体应用;城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第11页1.31.3建设原则建设原则1.3.11.3.1设计与建设原则设计与建设原则本解决方案在总体设计上遵循如下原则:
1)先进性采用奇点国际的“智慧+”系列技术,建设城市综合管廊统一的基于物联网的融合通信网络,并配备物联网综合管理系统,提供可视化的环境与设备监测、安全防范、人员定位、无线通信、入侵探测及定位、报警、网管等功能的融合管控平台。
“智慧+”系列产品技术为基点国际首创,被列为国家安监总局的重点推荐新产品,其先进性受到业内用户和专家的广泛认可。
2)开放性系统在符合通用标准的前提下,坚持开放性原则,提供第三方接口,具备实现跨厂家、跨系统的设备与业务融合的能力。
3)可靠性在软硬件选型、传输网络设计、支撑环境建设、应用系统建设过程中,充分考虑系统的可靠性,保障感知设备的可靠、传输网络的稳定以及支撑环境的可靠。
4)经济性系统设计充分考虑建设成本和维护成本,选用的“智慧+”系统组网结构简单、功能丰富、后期维护量小,完全满足城市综合管廊“监控与报警系统”的建设目标,且具有较高的性价比。
1.3.21.3.2规范及标准规范及标准本设计方案依据国家相关规定,符合下列规范要求:
1)城市市政综合管廊工程技术规范GB50838-20152)火灾自动报警系统设计规范GB50116-20143)安全防范工程技术规范GB50348-20044)视频安防监控系统工程设计规范GB50395-20075)入侵报警系统工程设计规范GB50394-2007城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第12页6)出入口控制系统工程设计规范GB50396-20077)电子信息系统机房设计规范GB50174-20088)爆炸危险环境电力装置设计规范GB50058-20149)国务院办公厅关于加强城市综合管线建设管理的指导意见(2014)27号10)石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范GB50493-200911)城镇燃气设计规范GB50028-200612)建筑物电子信息系统防雷技术规范GB5034313)火灾自动报警系统施工及验收规范GB50166-200714)自动化仪表工程施工及质量验收规范GB50093-201315)密闭空间作业职业危害防护规范GBZ/T205-2007城市城市综合管廊综合管廊监控与监控与报警报警系统系统基于“智慧+”的物联网融合通信系统解决方案第13页2.2.建设建设方案方案2.12.1技术路线技术路线TSM(TunnelSystemofMobileCommunicatoin)是奇点国际针对矿山、隧道等封闭空间发明的一种全新的通信技术,该技术将无线接入微基站无线接入微基站密集的植入电缆内,每个微基站以极低的射频功率进行发射(1.6uW3mW),相邻的微基站的无线覆盖区域相互交叠,从而形成以“智慧电缆(智慧线)”为中心的一个柱状的无线覆盖的空间区域。
在综合管廊、电力专廊、隧道、矿山巷道等特殊场所,由于拐弯、分叉、上下坡、分仓隔离等等多方面的原因,导致地面传统的无线通信方式在上述这些场所面临着设备数量多、取点电
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